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最近在做焊接方面的研究，在此分享一個焊接移動熱源模擬的案例供大家參考。1，創建焊接工件，尺寸為100*50*5（單位mm）。 2，工件材料選用AISI1045鋼，材料參數來源：https://www.matweb.com。abaqus仿真過程中一定注意各參數單位制統一。

圖2 材料屬性構建3、 激光熱源子程序開發（1） 熱源特性：采用高斯分布模擬圓形激光束，功率密度函數為： 其中，P 為激光功率，r0為光斑半徑，r 為徑向坐標（2） 子程序實現：基于ABAQUS的用戶子程序接口（如DFLUX或HETVAL），編寫 Fortran/Python 程序生成動態加載的圓形激光熱源，通過時間 - 空間函數控制熱源移動軌跡

對于比較復雜的問題，熱源和載荷的移動軌跡數目多、路徑曲折，若要詳細描述這些復雜的過程，需要根據模型的空間坐標位置相應地在Fortran程序中定義路徑，這個過程往往伴隨著大量的試錯過程，是枯燥無味的，也占用大量時間。為了解決上述問題，盡最大可能簡化建模過程，縮短仿真周期，本人基于Python和Fortran聯合對ABAQUS進行二次開發工作，實現了任意路徑移動熱源的快速建模。

<p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;激光加熱及激光焊接非常常見，，如何仿真激光焊接過程的熔深及路徑上的熱應變呢？本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經過兩塊金屬體接縫處的場景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動的高斯熱源加熱的場景。

Face：物體的“面”，移動的熱流將施加在其上；Path：移動熱源的路徑。可以是物體表面的任何邊緣；Start Point：移動熱源的“起點”。這是“路徑”的邊的兩個端點之一；Index:移動熱源的唯一id。

在有限元模擬中，重復移動載荷（Repeated moving pressure）是結構受力分析中用于等效模擬接觸載荷的一個重要手段，尤其在輪軌接觸、滾珠接觸、焊接熱源移動等問題研究中極為常見。本文主要介紹ABAQUS中橢圓形移動載荷定義、法向和切向載荷模擬、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實現，實現建議與注意事項。

那么現在我們生成了不動的熱源函數，那么如何實現熱源函數的移動呢？有兩種方法，一種是定義一個隨時間變化的函數，比如我們的熱源沿X方向移動，那么我就在上面的X項中插入一項V*Time，這樣這個熱源函數就會是一個隨X方向變化的熱源函數了。

焊接分析中的關鍵問題包括： 熱源定義：焊接熱源具有高斯分布，與普通傳熱分析不同，需要特別處理。熱源路徑：焊接熱源隨時間移動，路徑復雜，不像普通傳熱固定在一個位置。計算效率：熱機耦合分析計算復雜，需要通過優化網格和簡化算法提升效率。

可以清晰地看到，在高斯熱源沿著螺旋線移動的過程中，溫度分布呈現出明顯的規律性。靠近熱源移動軌跡的區域溫度較高，形成了明顯的高溫帶，且隨著熱源的移動而動態變化。同時，熱流走向也表現出沿著螺旋線的趨勢，從熱源位置向周圍擴散。 為了更直觀地展示結果，我們可以使用不同的顏色來表示不同的溫度范圍，從而形成清晰的溫度梯度圖。

本案例講述了一個關于：熱通量15W/m^2、焊接速度3.33mm/min、熱效率0.87、熱圓半經2mm的移動熱源案例。

我不僅提供了完整的 雙橢球熱源 Fortran 代碼，還對每一行代碼進行了中文注釋。 如何定義移動路徑？ 如何控制熱流密度？ 如何與Abaqus交互？代碼直接Copy就能用！ 3?? 生死單元技術（Model Change）想模擬真實的材料填充過程？必須掌握生死單元。

是因為熱源加載的面是板的上表面，其實已經暗含z的坐標就是固定的了，所施加的是一個xoy面內熱源分布，所以與z坐標無關。 那么接下來就是如何實現熱源移動的問題了，熱源移動肯定是與速度有關，速度為0自然就是靜態的熱源分布，速度大于0才是一個移動的熱源，那么與速度有關就是等效地說與時間有關，在ANSYS中時間{TIME}正好是一個變量，所以如何在公式中體現呢？

如果只是單純的溫度場分析,將分析步類型設定為熱傳遞，分析步時間按照熱源移動速度，模型大小計算得出。邊界條件：根據需求設定輻射、散熱系數。荷載選擇表面熱流，作用區域定位在熱源照射面。預定義場設定初始溫度。網格類型為DC3D8。提交計算： 提交作業，在通用模塊用戶子程序一欄鍵入.for子程序路徑。嗯，大概就這樣。

那么現在我們生成了不動的熱源函數，那么如何實現熱源函數的移動呢？有兩種方法，一種是定義一個隨時間變化的函數，比如我們的熱源沿X方向移動，那么我就在上面的X項中插入一項V*Time，這樣這個熱源函數就會是一個隨X方向變化的熱源函數了。

焊接/鍵合是強非線性、強非穩態的多物理場過程：移動熱源瞬時把能量輸入到極小體積，熱擴散與對流/輻射把能量帶走，材料在不同溫度區間內經歷彈性–塑性–循環硬化乃至回復。